Это может однажды сделать реальным выращивание тканей и органов для трансплантации в искусственных эмбрионах: «Эмбрион — лучшая машина для изготовления органов и лучший 3D-биопринтер».
Яйцеклетка встречается со сперматозоидом — это необходимый шаг для продолжения жизни. Однако в новом исследовании, опубликованном в журнале Cell, исследователи из Научного института Вейцмана (Израиль) вырастили эмбрионы мышей вне матки, начав исключительно со стволовых клеток, культивируемых в чашке петри. Этот метод открывает новые горизонты для изучения того, как стволовые клетки формируют различные органы, пишет Scitechdaily. Это также может однажды сделать возможным выращивание тканей и органов для трансплантации с использованием эмбрионов.
«Эмбрион — лучшая машина для изготовления органов и лучший 3D-биопринтер», — говорит профессор Джейкоб Ханна из отдела молекулярной генетики Вейцмана, возглавлявший исследовательскую группу.
Этот подход чрезвычайно ценен, потому что он может в значительной степени обойти технические и этические проблемы, связанные с использованием естественных эмбрионов в исследованиях и биотехнологии.
Прежде чем поместить стволовые клетки в специальное устройство, исследователи разделили их на три группы. В одной, содержащей клетки, предназначенные для развития в зародышевые органы, клетки оставили такими, какие они есть. Клетки в двух других группах были предварительно обработаны в течение 48 часов для сверхэкспрессии одного из двух типов генов: регуляторов либо плаценты, либо желточного мешка.
Внутри устройства три группы клеток объединились в колонии клеток, подавляющее большинство из которых не смогли должным образом развиваться. Но около 0,5% — 50 из примерно 10 000 — сформировали сферы, каждая из которых позже превратилась в удлиненную структуру, похожую на зародыш. Поскольку исследователи пометили каждую группу клеток разным цветом, они смогли наблюдать за формированием плаценты и желточного мешка вокруг эмбрионов, а развитие модели происходило так же, как и в естественном эмбрионе.
Эти искусственные эмбрионы нормально развивались до 8,5 дня — почти половины 20-дневного срока беременности у мышей. Сформировались все зачатки органов, включая бьющееся сердце, циркуляцию стволовых клеток крови, мозг с хорошо сформированными складками, нервную трубку и кишечный тракт. Искусственные эмбрионы оказались на 95% схожими с естественными как по форме внутренних структур, так и по экспрессии генов разных типов клеток.
Для Ханны и других исследователей стволовых клеток и развития эмбрионов это исследование представляет собой новое поле деятельности: «Поскольку наша система, в отличие от матки, прозрачна, она может оказаться полезной для моделирования врожденных дефектов и дефектов имплантации человеческих эмбрионов».
